應用于風力發電機組的飛輪儲能系統建模與仿真研究.pdf

1、隨著化石能源危機、大氣污染等問題的日益突出，近年來世界范圍內新能源發展十分迅猛。風力資源較為豐富且風電在價格、表現以及可靠性上日益具有競爭力，風電已逐漸占據全球新能源發電的主要市場。由于風速具有隨機性和間歇性等特征，導致風機出力不平穩，因此無論對小型獨立風電系統還是大型并網型風電機組，應用儲能裝置對確保負載安全工作、提高供電質量都具有不可或缺的重要作用。相比化學電池蓄能、抽水儲能、超級電容儲能等，飛輪儲能具有儲能密度大、使用壽命長、對環

2、境要求低及維護成本低等優點。本文針對飛輪儲能系統及其在風力發電系統應用特性開展建模和仿真研究，選題具有較好的現實意義。
　　本文在論述風力發電系統和飛輪儲能系統原理和有關數學模型的基礎上，給出了應用于風力發電系統中的飛輪儲能系統整體拓撲結構；在MATLAB/Simulink環境下分別建立了風電發電系統和飛輪儲能系統的仿真模型；將飛輪儲能裝置應用于獨立型風力系統和并網型風力系統，針對兩種情況分別進行仿真建模，對系統的運行特性進行深入

3、分析?？紤]到飛輪在運行時有三種工作模式：充電模式、放電模式以及保持模式，本文飛輪充電系統采用速度電流雙閉環控制，通過速度控制模塊、霍爾信號測量模塊等實現電流的閉環控制；放電過程采用電壓外環、轉速內環的雙閉環控制，同時隨著飛輪本體的轉速下降，反電勢下降，為了保證機端電壓的穩定，加入升壓斬波電路穩定輸出電壓。
　　本文仿真研究結果表明：對獨立風力系統，在直流負載端接入飛輪儲能裝置，當風速較大時可儲存多余能量，當風速小供電不足時通過飛輪